[發明專利]無線智能化硅膠管截止裝置及控制方法

有效

• 申請號: 201210227133.3
• 申請日: 2012-07-03
• 公開（公告）號: CN102720858A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 訾斌;林俊;吳瑕;魏明生
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: F16K7/04
• 分類號: F16K7/04;F16K31/04;F16K37/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 程化銘

1.一種無線智能化硅膠管截止裝置，其特征是：截止裝置包括直線電機控制模塊、無線信號傳輸模塊、直線電機執行模塊及系統故障監測模塊，并配置了備用電源；直線電機控制模塊通過集成調理電路與無線信號傳輸模塊連接，無線信號傳輸模塊通過通信裝置與直線電機執行模塊的直線電機驅動電路連接，通過直線電機驅動電路完成對直線電機的控制，系統故障監測模塊與直線電機控制模塊的控制器連接，構成反饋控制，實現信號輸入、調理、傳輸以及最終的電機準確運行，控制硅膠管內部流體導通/截止。

2.根據權利要求1所述的無線智能化硅膠管截止裝置，其特征是：所述的直線電機控制模塊包括集成調理電路和一組直線電機直流控制器；所述的集成調理電路為一組信號處理元件，一組信號處理元件包括放大器、二極管、低通濾波、可調增益放大器、控制脈沖發生器、環分電路，并依次連接，對電路輸入信號進行集成調節；所述的一組直線電機直流控制器，包括位置控制器、方向控制器、速率控制器，一組直線電機直流控制器控制直線電機的三個參數：位置，方向，速率；直線電機所產生信號都連接到無線信號傳輸模塊的控制信號調理電路。

3.根據權利要求1所述的無線智能化硅膠管截止裝置，其特征是：所述的無線信號傳輸模塊包括控制信號調理電路、微控制器單元、時鐘芯片、無線信號發送芯片、無線信號接收芯片、無線信號天線、外部擴展電路接口和通信裝置，微控制器單元共2個分別為第一微控制器單元和第二微控制器單元；其中所述的無線信號發送芯片和無線信號接收芯片為二套與2個無線信號天線、2個微控制器單元連接并構成2個收發信號組，2個收發信號組通過2個無線信號天線連接，時鐘芯片接入微控制器單元，控制信號調理電路與第一微控制器單元連接，第二微控制器單元的輸出端接到外部擴展電路接口和通信裝置，通信裝置將信號傳輸至直線電機控制模塊的直線電機驅動電路。

4.根據權利要求1所述的無線智能化硅膠管截止裝置，其特征是：所述的直線電機執行模塊包括直線電機驅動電路和執行機構；其中所述的直線電機驅動電路共有2個，分別為第一直線電機驅動電路和第二直線電機驅動電路；所述的執行機構包括直線電機、直線電機減阻機構、直線電機次級固定板、固定螺栓、軟橡膠墊、彈簧固定孔、硅膠管截止板、彈簧和彈簧固定擋板；直線電機次級通過固定螺栓固定在直線電機次級固定板上，直線電機減阻機構安裝在直線電機初級和直線電機次級之間，彈簧固定擋板固定在直線電機次級固定板上，硅膠管截止板固定在直線電機初級上，彈簧固定孔位于硅膠管截止板的中心，軟橡膠墊粘貼在硅膠管截止板的一面，彈簧固定擋板與彈簧固定孔之間安裝1根彈簧；其中執行機構共2組，相向安裝，需截止控制的目標硅膠管放置在2組執行結構粘貼有軟橡膠墊一面的硅膠管截止板之間；直線電機共2個分別為第一直線電機和第二直線電機，并且2個直線電機相同；第一直線電機驅動電路和第二直線電機驅動電路與第一直線電機和第二直線電機相對應。

5.根據權利要求1所述的無線智能化硅膠管截止裝置，所述的系統故障監測模塊包括備用電源、報警模塊、傳感器和外部存儲器；其中所述的備用電源為12V蓄電池；報警模塊為LED報警燈和警鳴連接組成；傳感器為距離傳感器，距離傳感器由2部分組成分別為第一距離傳感器和第二距離傳感器，分別安裝在第一直線電機和第二直線電機所在的2組執行機構的硅膠管截止板上；距離傳感器與直線電機控制模塊的控制器連接。

6.一種無線智能化硅膠管截止裝置的控制方法，其特征是：所述的控制方法包括如下步驟：

（1）、將需控制的目標硅膠管置于兩組硅膠管截止板（11）之間，在不工作時，該裝置處于使目標硅膠管夾緊狀態，目標硅膠管內的流體為截止，在準備控制截止目標硅膠管時，控制裝置開始初始化，載入目標硅膠管的原始直徑、截止距離、導通距離；

（2）、裝置的啟動和停止，通過簡易的電源開關量進行控制；

（3）、啟動控制程序，無線智能化硅膠管截止裝置開始工作，輸入信號通過直線電機控制模塊的集成調理電路處理后，運算得出直線電機的運行控制參數信號：位置、方向、速率，并分別對應傳輸至位置控制器、方向控制器、速率控制器；

（4）、將位置控制器、方向控制器、速率控制器的信號傳輸至無線信號傳輸模塊，通過控制信號調理電路將信號進行處理，調節成可無線發送信號后，通過無線信號發送芯片、無線信號接收芯片和兩組天線完成檢測信號組從第一微控制器單元到第二控制器單元的傳送，并將信號存儲到與外部接口相連的存儲器中；

（5）、第二控制器單元將信號通過通信裝置完成信號至直線電機執行模塊的傳送，直線電機執行模塊中的第一直線電機驅動電路和第二直線電機驅動電路完成對信號的處理和解讀，將分別對應控制第一直線電機和第二直線電機運行；

（6）、第一直線電機和第二直線電機在轉子運行中達到3個控制預設的位置、方向、速率要求，第一直線電機和第二直線電機背向運動，實現目標硅膠管的導通；

（7）、無線智能化硅膠管截止裝置的控制系統關閉時，第一直線電機和第二直線電機為不受力的自由狀態，該裝置執行結構中的彈簧將使2直線電機推至夾緊狀態，保持硅膠管截止；

（8）、目標硅膠管安裝了無線智能化硅膠管截止裝置后，無線智能化硅膠管截止裝置中的系統故障監測模塊開始自動啟動并時刻運行，安裝在硅膠管截止板上的距離傳感器如監測到2組硅膠管截止板之間的距離未達到導通/截止目標硅膠管的控制時，實時將信息反饋至直線電機控制模塊，重新啟動控制程序，進行反饋控制，以達到控制效果，避免系統故障的產生；此外，報警模塊將被觸發，LED報警燈和警鳴開始工作，系統故障監測模塊內的外部存儲器同時開始記錄故障信息以保證能在第一時間內檢測故障、記錄故障、分析故障、修復故障以及接入控制系統用以調整故障；

（9）、系統故障監測模塊內的備用電源將在外部電源模塊停止供電時，備用電源自行啟動，保證裝置的控制；

（10）、直線電機控制模塊、無線信號傳輸模塊、直線電機執行模塊及系統故障監測四部分之間以串行總線方式和無線信號收發進行通信，構成一個通信網絡系統。